《電子技術(shù)應(yīng)用》
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工業(yè)控制系統(tǒng)主機防護策略與實踐

2021-03-03
來源: 中國信息安全

  隨著物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)、5G等新興信息技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用,自動化、信息化兩化融合正快速走向?qū)嵺`,傳統(tǒng)工業(yè)控制領(lǐng)域正在迎來全面融合與劇變,為企業(yè)帶來管理便捷和高生產(chǎn)效率的同時,伴生的網(wǎng)絡(luò)安全風險也日益明顯。

  近年來,國內(nèi)外工業(yè)控制領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)安全風險日益猖獗,“Stuxnet”震網(wǎng)病毒、“永恒之藍”勒索病毒等工業(yè)內(nèi)網(wǎng)安全事件頻頻發(fā)生??v觀整個工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò),作為人機交互入口的工程師站、操作員站等終端主機已成為最脆弱、最容易受到攻擊和入侵的系統(tǒng)組件,工控系統(tǒng)主機的安全防護研究已成為工控網(wǎng)絡(luò)安全的重要課題。

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  震網(wǎng)病毒事件分析

  國家政策法規(guī)如何定義

  “沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全”。網(wǎng)絡(luò)安全法的出臺標志著我國網(wǎng)絡(luò)空間安全已由安全實踐上升為法律制度,并引入了“關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施概念”,關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施是國家重要資產(chǎn),關(guān)乎國計民生,是國之重器,其重要程度不言而喻。

  網(wǎng)絡(luò)安全法第二十一條要求,國家實施網(wǎng)絡(luò)安全等級保護制度;2019年12月正式實施的等保2.0版本對云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、工業(yè)控制系統(tǒng)提出了新的安全擴展要求,標志著工業(yè)控制領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)安全進入了全新的時代。

  依據(jù)《GBT22239-2019 信息安全技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求》及其工業(yè)控制系統(tǒng)擴展要求對主機防護的要求,本文主要分享立思辰安全對工業(yè)控制系統(tǒng)主機安全風險和防護方面的建議與實踐。

  總體層面  工業(yè)主機設(shè)備自身應(yīng)實現(xiàn)相應(yīng)級別安全通用要求提出的身份鑒別、訪問控制和安全審計等安全要求,如受條件限制控制設(shè)備無法實現(xiàn)上述要求,應(yīng)由其上位控制或管理設(shè)備實現(xiàn)同等功能或通過管理手段控制;

  物理層面  應(yīng)關(guān)閉或拆除控制設(shè)備的軟盤驅(qū)動、光盤驅(qū)動、USB接口、串行口或多余網(wǎng)口等,確需保留的應(yīng)通過相關(guān)的技術(shù)措施實施嚴格的監(jiān)控管理;

  操作系統(tǒng)層面  身份鑒別信息應(yīng)具有復雜度要求并定期更換;應(yīng)重命名或刪除默認賬戶,修改默認賬戶的默認口令,及時刪除或停用多余的、過期的賬戶,避免共享賬戶的存在;應(yīng)能發(fā)現(xiàn)可能存在的已知漏洞,并在經(jīng)過充分測試評估后,及時修補漏洞;應(yīng)在經(jīng)過充分測試評估后,在不影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的情況下對控制設(shè)備進行補丁更新、固件更新等工作;

  應(yīng)用層面  應(yīng)關(guān)閉不需要的系統(tǒng)服務(wù)、默認共享和高危端口;采用免受惡意代碼攻擊的技術(shù)措施或主動免疫可信驗證機制及時識別入侵和病毒行為,并將其有效阻斷;

  審計層面  應(yīng)啟用安全審計功能,審計覆蓋到每個用戶,對重要的用戶行為和重要安全事件進行審計。

  工控主機安全防護策略與實踐

  作為人與機器的交互接口,工作站、操作員站是工業(yè)控制系統(tǒng)操作最頻繁,人員使用記錄最復雜的設(shè)備,且多采用通用windows操作系統(tǒng),USB等外設(shè)接口是工控系統(tǒng)與外界擺渡數(shù)據(jù)最重要的通道,也是病毒流入的主要途徑。

  2010年6月,伊朗核設(shè)施遭震網(wǎng)病毒攻擊事件即由U盤攜帶病毒進入核電站工控網(wǎng)絡(luò),攻擊了西門子公司的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SIMATIC WinCC,最終導致離心機受損的嚴重后果,該事件也成為了工控網(wǎng)絡(luò)安全風險的標志性事件。

  工業(yè)控制系統(tǒng)主機類終端及操作人員眾多,且使用U盤作為數(shù)據(jù)擺渡方式是最基本的需求,對USB等存儲外設(shè)的管理已成為病毒防御的第一道防線?;诖祟愋枨笪覀兛梢圆捎媒K端管理類軟件對外設(shè)端口進行集中統(tǒng)一管理,既可批量管理外設(shè)端口的使用,又能保證可信U盤等設(shè)備的認證接入。

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  外設(shè)管理

  用戶密碼作為身份認證的口令,是守護工業(yè)控制系統(tǒng)安全的大門,攻擊者攻擊目標時常常把破譯用戶的口令作為攻擊的開始,只要攻擊者能猜測或者確定用戶的口令,就可獲得機器或者網(wǎng)絡(luò)的訪問權(quán),并能訪問到用戶能訪問到的任何資源。實現(xiàn)控制系統(tǒng)對密碼強度和操作系統(tǒng)賬號的統(tǒng)一管理,可為工業(yè)控制系統(tǒng)入口安全提供重要保障。

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  密碼強度管理

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  操作系統(tǒng)賬號審計

  2019年3月7日下午5時許,包括首都加拉加斯在內(nèi)的委內(nèi)瑞拉發(fā)生全國性大規(guī)模停電。全國超一半地區(qū)完全停電,且持續(xù)超過6小時。據(jù)專家分析本次事故是由于委內(nèi)瑞拉最大的古里水電站受到網(wǎng)絡(luò)攻擊導致機組停機所致,利用電力系統(tǒng)的漏洞植入惡意軟件是本次網(wǎng)絡(luò)攻擊的主要手段。

  根據(jù)國家信息安全漏洞庫(CNNVD)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,近年來系統(tǒng)漏洞呈逐年增加趨勢、特別是工控系統(tǒng)漏洞,呈顯著增加趨勢。

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  CNNVD年度漏洞分布圖

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  2006-2019年公開工控漏洞趨勢圖

  目前,大部分工業(yè)控制系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)處于隔離狀態(tài),補丁安裝不能及時進行。應(yīng)在系統(tǒng)內(nèi)部建立解決方案,使之可實現(xiàn)集中監(jiān)控計算機補丁安裝情況及補丁管理,支持安全補丁自動更新、補丁漏洞掃描、補丁文件離線下載及分發(fā)。

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  補丁修復

  另外,還有部分工業(yè)控制系統(tǒng)需要7×24小時不間斷運轉(zhuǎn),無法及時驗證和修復補丁,眾多的工控設(shè)備漏洞也缺乏官方獲取更新補丁渠道,我們建議考慮“零信任”解決方案,在有漏洞的前提下,通過設(shè)立應(yīng)用程序白名單機制,只有可信任的軟件,才被允許運行,此舉既能保證工控系統(tǒng)“帶洞運行”的有效防護,也能抵御利用“0day漏洞”的高級形式的網(wǎng)絡(luò)攻擊。

  當邊界隔離防線失守,病毒偷偷潛入了工業(yè)控制系統(tǒng),應(yīng)用程序的白名單機制也能有效阻止病毒的發(fā)作,通過對可執(zhí)行文件哈希值的校驗,確保只有通過合法校驗的文件才能運行,無論是病毒文件自身還是被病毒感染的其他可執(zhí)行文件,均無法運行。相對于傳統(tǒng)殺毒軟件,應(yīng)用程序白名單機制無需聯(lián)網(wǎng)更新病毒庫,也避免了殺毒軟件誤殺引起工業(yè)控制系統(tǒng)故障,既能充分滿足工業(yè)控制系統(tǒng)惡意威脅的阻斷需求,也能保障生產(chǎn)過程的持續(xù)和穩(wěn)定,提供了良好的惡意代碼防范實踐體驗。

  自“WannaCry”勒索病毒肆虐以來,陸續(xù)出現(xiàn)了多種原理類似的變種病毒,不但嚴重威脅著企業(yè)內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全,也有從企業(yè)內(nèi)網(wǎng)蔓延至工控網(wǎng)絡(luò)的趨勢,危害巨大。此類病毒在網(wǎng)絡(luò)中利用操作系統(tǒng)的漏洞和部分共享端口(如135、137、138、139、445等)傳播,采用不同算法對終端文件進行加密以索要贖金。此類病毒蔓延至工控網(wǎng)絡(luò),會立即引發(fā)工業(yè)控制系統(tǒng)故障,造成不可估量的損失,甚至引發(fā)安全生產(chǎn)事故。

  通過立思辰工控終端防護系統(tǒng)提供的終端防火墻功能,可以批量關(guān)閉主機的所有高危端口,完全阻斷勒索病毒的入侵路徑。如已有主機被感染,配合應(yīng)用程序白名單機制,還可以完全阻止病毒在工控網(wǎng)絡(luò)的擴散和發(fā)作,有效避免生產(chǎn)事故和財產(chǎn)損失的發(fā)生。

  隨著工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化全面推進,我國工控安全形勢也面臨著安全漏洞不斷增多、攻擊手段復雜多樣的挑戰(zhàn),工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)沒有絕對的安全,工業(yè)控制系統(tǒng)安全研究與實踐永遠在路上。

  

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